فرستنده-گیرنده نمونه برداری RF یکپارچه از پرش فرکانس سریع، عملکرد چندبانده و چندحالته پشتیبانی می کند

　　جدیدترین فرستنده-گیرنده های نمونه برداری مستقیم فرکانس رادیویی (RF) — از جمله دستگاه های AFE7444 و AFE7422 شرکت Texas Instruments که به ترتیب از چهار و دو کانال آنتن پشتیبانی می کنند — مجموعه ای از ویژگی های قدرتمند را ارائه می دهند که ویژگی های پیشرفته سیستم مانند عملکرد چندبانده و چندحالته، همچنین تبدیل فرکانس و پرش سریع فرکانسی را ممکن می سازند.

　　فرستنده-گیرنده های نمونه برداری RF یکپارچه از عملیات پرش فرکانسی سریع، چندبانده و چندحالته پشتیبانی می کنند. از دیدگاه سیستم، این عملکردها به طور فزاینده ای محبوب شده اند، مانند آرایه های چندمنظوره. زیرآرایه های مختلف آنتن های آرایه فازی بزرگ را می توان برای انجام عملکردهای مختلف بر اساس شرایط خاص یا نیازهای وظیفه پیکربندی کرد؛ این شامل قابلیت های رادار، ارتباطات یا جنگ الکترونیک (EW) است، همان طور که در شکل ۱ نشان داده شده است.

　　فرستندهگیرنده های نمونه برداری RF یکپارچه از جهش فرکانس سریع، عملکرد چندبانده و چندحالته پشتیبانی می کنند. سیستم های آرایه فازی چندمنظوره علاوه بر این، این سیستم ها اغلب نیاز به جهش فرکانس سریع دارند تا به تدریج از طریق توالی های تکراری یا دلخواه به فرکانس های عملیاتی عادت کنند، همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده است. اجرای این رویکرد می تواند از تداخل انسانی جلوگیری کند، از شناسایی سیگنال جلوگیری کند یا اجرای تکنیک های ضد جعل الکترونیکی (جعل الکترونیکی: دستکاری امضای الکترونیکی سیگنال های بازتاب راداری) را تسهیل کند.

　　شکل ۲

　　فرستندهگیرنده های نمونه برداری RF یکپارچه از پرش فرکانسی سریع، عملکرد چندبانده و چندحالته با چابکی فرکانسی در چندین منطقه نایکویست پشتیبانی می کنند. برای درک بهتر این ویژگی ها، ابتدا ماژول های عملکردی فرستنده-گیرنده های نمونه برداری RF یکپارچه را که در شکل ۳ نشان داده شده اند، بررسی کنیم.

　　فرستندهگیرنده های نمونه برداری RF یکپارچه از جهش فرکانسی سریع، عملکرد چندبانده و چندحالته AFE7444/AFE7422 پشتیبانی می کنند. ماژول های عملکردی فرستنده-گیرنده نمونه برداری RF. وقتی گیرنده و فرستنده با هم استفاده شوند، این ماژول ها ویژگی های پیشرفته تری را به روش های زیر ارائه می دهند:

　　این دستگاه در بازه فرکانسی RF بسیار وسیعی از چند مگاهرتز تا ۶ گیگاهرتز فعالیت می کند و پهنای باند بسیار گسترده و غیرآنی تا ۱.۵ گیگاهرتز را مدیریت می کند.

　　ماژول های پردازش سیگنال دیجیتال از تجمیع و تجزیه چندین زیرباند یا موج پشتیبانی می کنند، هر زیرباند یا موج می تواند به عنوان یک جریان داده دیجیتال مستقل در هر دو سمت گیرنده یا فرستنده پردازش شود.

　　پردازش سیگنال چندبانده یا چندحالته

　　اکنون بیایید موارد استفاده برای مدیریت سیگنال های چندباند یا چندحالته را با بهره گیری از قابلیت های نمونه برداری پهن باند، سنتز و پردازش دیجیتال بررسی کنیم. همان طور که در شکل ۴ نشان داده شده است.

　　شکل ۴

　　فرستندهگیرنده نمونه برداری RF یکپارچه از عملیات پرش فرکانسی سریع، چندبانده و چندحالته پشتیبانی می کند. با استفاده از پیکربندی های انتقال و دریافت چندباندی AFE7422 و AFE7444، این تنظیم سیگنال چندباندی متشکل از سه زیرباند مختلف با پهنای باند کل ۲.۷۵ گیگاهرتز تولید می کند. گیرنده از کل باند فرکانسی در چندین منطقه نایکویست نمونه برداری می کند و سپس داده های نمونه را به یک ماژول تبدیل دیجیتال (با چندین مرحله موازی) منتقل می کند. این روش شامل استفاده از نوسان سازهای کنترل دیجیتال مستقل (NCOs) و میکسرهای دیجیتال است که چندین زیرباند را انتخاب کرده و آن ها را به سیگنال های باند پایه تبدیل می کند. نمونه برداری را اعمال کنید، سپس نرخ نمونه برداری خروجی را کاهش دهید و تلفات خارج از باند را بر اساس پهنای باند سیگنال های منفرد سرکوب کنید.

　　برعکس، در سمت فرستنده، هر جریان ورودی دیجیتال به چندین مرحله تبدیل دیجیتال موازی تغذیه می شود و تبدیل بالا سیگنال باند پایه را به فرکانس هدف مربوطه تبدیل می کند. سپس داده ها به نرخ نمونه برداری خروجی مبدل دیجیتال به آنالوگ RF (DAC) سوپرسمپل می شوند که در مرحله نهایی از طریق DAC RF به سیگنال پهن باند ادغام شده (از ۷۰۰ مگاهرتز تا ۳.۴۵ گیگاهرتز) تبدیل می شود.

　　تبدیل فرکانس و پرش فرکانسی

　　شما می توانید حالت قبلی را با انتخاب فقط یک باند واحد، استفاده از لوپ بک های دیجیتال داخلی و سپس اعمال تغییرات فرکانسی روی زیرباند انتخاب شده قبل از ارسال مجدد سیگنال، گسترش دهید. همان طور که در شکل ۵ نشان داده شده است.

　　شکل ۵

　　فرستنده-گیرنده نمونه برداری RF یکپارچه از پرش سریع فرکانس، عملیات چندبانده و چندحالته پشتیبانی می کند و با استفاده از AFE7444/AFE7422 تبدیل فرکانس یا پرش فرکانس را انجام می دهد. این تنظیمات سیگنال های چندبانده ذکر شده را ضبط می کند. ماژول تبدیل دیجیتال به پایین یک زیرنوار مستقل را انتخاب می کند، آن را به سیگنال باند پایه تبدیل می کند و از طریق یک فیلتر دیجیتال ارسال می کند. فیلترهای دیجیتال افت خارج از باند مانند هارمونیک ها یا محصولات میکسر را حذف می کنند. مسیر حلقه دیجیتال درون تراشه امکان ارسال مستقیم داده های خروجی دیجیتال از گیرنده دیجیتال به مسیر فرستنده را بدون خروج از تراشه یا اتصال دستگاه های پردازشی اضافی فراهم می کند.

　　با تبدیل ساده سیگنال فیلترشده به فرکانس دریافتی اولیه، تکرارکننده دیجیتال روی تراشه ساخته می شود. برای راه اندازی فرستنده جهش فرکانسی، باید افسر غیرمسلح فرستنده برنامه ریزی شود تا فرکانس جدید مورد نیاز را خروجی دهد و سپس سیگنال تغییر فرکانس مجددا ارسال می شود. همان طور که در شکل ۵ نشان داده شده، رد زرد در آنالایزر طیف نشان داده شده و با طیف چندباندی دریافت شده اولیه (رد سبز) مقایسه می شود.

　　شکل ۶

　　فرستندهگیرنده های نمونه برداری RF یکپارچه تاکنون از پرش فرکانسی سریع، انتقال فرکانسی چندبانده و چندحالته روی اسیلاتورها پشتیبانی می کنند. من مفاهیم پایه را توضیح داده ام و روش های مشابه می توانند برای کاربردهای دیگر نیز به کار روند، از جمله:

　　تبدیل فرکانس چندباند. از آنجا که چندین ماژول معکوس دیجیتال موازی و مبدل بالا استفاده می شود، می توانید سیگنال های چندباند را دریافت و تجزیه کنید و به چندین سیگنال زیرباند مستقل تبدیل کنید، سپس تغییرات فرکانسی مستقل را به هر سیگنال زیرباند اعمال کنید، از طریق حلقه دیجیتال داخلی روی تراشه به مسیر فرستنده بازگردانده شود و پس از رسیدن به فرکانس جدید، سیگنال زیرباند را دوباره ارسال کنید.

　　پرش فرکانس سریع. از آنجا که می توانیم افسران غیرمسلح را برنامه ریزی کنیم تا فرکانس های به روزشده را ظرف میلی ثانیه به دست آورند، یا چندین NCO موجود در هر مسیر سیگنال را در حالت پینگ پنگ بچرخانیم، می توانیم سیگنال های فرکانسی-چابکی را به صورت تکرارپذیر یا دلخواه دریافت و ارسال کنیم. تبدیل بین این دو فرکانس در شکل ۶ نشان داده شده است.

　　تولید رمپ/حالت سنتز دیجیتال مستقیم. ژنراتور صوتی موج سینوسی داخلی برای هر فرستنده از تولید رمپ های فرکانس و FMCW (FMCW) که معمولا در سیستم های راداری استفاده می شود، پشتیبانی می کند.

　　اسکن همزمان پهن باند و مشاهدات باند باریک. از آنجا که مرحله نمونه برداری جلویی هر گیرنده می تواند چندین مرحله پردازش دیجیتال را به هم متصل کند، می توانید مسیر دریافت را برای حالت پهن باند پیکربندی کنید. این دستگاه داده های نمونه برداری را در سراسر باند فرکانسی نایکویست خروجی می دهد و پهنای باند غیرآنی تا ۱.۵ گیگاهرتز را مشاهده می کند و بدین ترتیب برای یافتن هرگونه سیگنال اسکن می کند. در عین حال، می توانید مسیر دوم را در حالت نمونه برداری باند باریک تنظیم کنید تا تمام سیگنال های شناسایی شده در حالت پهن باند را تقویت و دقیق تحلیل کنید.